前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇巖土工程監(jiān)測的基本方法范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

關鍵詞:巖土 工程 勘察 報告 編寫 質量 控制
一、有關巖土工程勘察
1.巖土工程勘察定義。巖土工程勘察,英語為geotechnical invesigation,就是根據(jù)建設工程的要求,查明、分析、評價建設場地的地質、環(huán)境特征和巖土工程條件,編制勘察文件的活動。
2.巖土工程勘察階段。按其進行階段可分為:預可行性階段、工程可行性研究階段、初步設計階段、施工圖設計階段、補充勘察、施工勘察等。
3.巖土工程勘察對象。根據(jù)勘察對象的不同,可分為:水利水電工程(主要指水電站、水工構造物的勘察)、鐵路工程、公路工程、港口碼頭、大型橋梁及工業(yè)、民用建筑等。由于水利水電工程、鐵路工程、公路工程、港口碼頭等工程一般比較重大、投資造價及重要性高,國家分別對這些類別的工程勘察進行了專門的分類,編制了相應的勘察規(guī)范、規(guī)程和技術標準等,通常這些工程的勘察稱工程地質勘察。因此,通常所說的“巖土工程勘察”主要指工業(yè)、民用建筑工程的勘察,勘察對象主體主要包括房屋樓宇、工業(yè)廠房、學校樓舍、醫(yī)院建筑、市政工程、管線及架空線路、岸邊工程、邊坡工程、基坑工程、地基處理等。
4.巖土工程勘察內容。巖土工程勘察的內容主要有:工程地質調查和測繪、勘探及采取土試樣、原位測試、室內試驗、現(xiàn)場檢驗和檢測,最終根據(jù)以上幾種或全部手段,對場地工程地質條件進行定性或定量分析評價,編制滿足不同階段所需的成果報告文件。
5.巖土工程勘察的方法與技術。巖土工程勘察的方法或技術手段,有以下幾種:(1)工程地質測繪。工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作,一般在勘察的初期階段進行。工程地質測繪是認識場地工程地質條件最經(jīng)濟、最有效的方法,高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況,起到有效地指導其他勘察方法的作用。(2)勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的;并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監(jiān)測。應根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。(3)原位測試與室內試驗。原位測試與室內試驗的主要目的,是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數(shù),包括巖土的物性指標、強度參數(shù)、固結變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應力、應變時間關系的參數(shù)等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。(4)現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測?,F(xiàn)場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監(jiān)理和質量控制?,F(xiàn)場監(jiān)測則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監(jiān)測、施工和運營中的結構物監(jiān)測和對環(huán)境影響的監(jiān)測等方面。檢驗與監(jiān)測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術參數(shù),并以此為依據(jù)及時修正設計,使之在技術和經(jīng)濟方面優(yōu)化。此項工作主要是在施工期間內進行,但對有特殊要求的工程以及一些對工程有重要影響的不良地質現(xiàn)象,應在建筑物竣工運營期間繼續(xù)進行。
二、努力提高報告的編寫能力
1.要具備牢固的地質地貌和工程理論地質基礎理論方面,主要是巖石學、構造地質學、第四紀地質學和地貌學;工程地質方面,主要是土質學、土力學、工程地質分析、工程動力地質學、工程地質勘察。
2.要熟悉和把握有關的規(guī)范規(guī)程規(guī)范規(guī)程既是經(jīng)驗的總結,又是技術的指南,具有很強的勘察工作指導性。對于國家的、行業(yè)的、省和地方的有關規(guī)范規(guī)程,必須熟悉把握,并在具體勘察工作中認真執(zhí)行。
3.要了解工作區(qū)的地質情況對于勘察地段的區(qū)域地質、水文地質、工程地質資料,應盡可能地搜集并熟悉。對于鄰近地段已有的工程地質勘察資料,也要盡可能了解,以便在勘察工作中發(fā)揮其參考作用。
4.要把握工程設計的基本要求和基礎施工的技術要點只要明確了工程設計的基本要求和基礎施工方法,作出的工程地質評價才能有的放矢、正確客觀,提出的建議才能合理適用。
5.要切實保證第一手資料的質量巖土工程勘察報告是工程地勘察的最終成果。一份高質量的勘察報告,必須來自于高質量的第一手原始資料。
6.提高綜合知識方面的技能。如基本的數(shù)理統(tǒng)計知識、文字表達能力、編圖技巧、綜合分析能力。
三、確保巖土工程勘察質量
1.嚴格按基本建設程序辦事,先進行地質勘察后設計。對無地質勘寒資料工程的設計應不予報建,對(未能按照相應的等級)降級進行地質勘察的工程不予報建。
2.提高地質勘察單位員工的質量意識,加強職業(yè)道德教育,健全崗位責任制度,培養(yǎng)良好的認真負責的工作作風,避免出現(xiàn)地質勘察資料的失誤。
3.建立審查、復核制度,對室內室外技術資料要有資深的專業(yè)人員進行審查和復核,敢于對鉆探、土工試驗結果提出質疑,并通過對相近建筑物的鉆探資料對照分析,確保資料的準確性。必要時可重探可疑探點、可重做相關試驗。
4.要根據(jù)建筑物的安全等級與場地類別,并結合地質歷史(注意收集相關資料)與地形特色進行探點的布設,并按規(guī)范進行相應比例和數(shù)量的取土探孔和原位測試探孔的布置,避免漏探特殊地質現(xiàn)象。
5.勘察布孔。勘察與設計的接口:收到設計人的勘察任務書后,應認真閱讀,仔細分析,充分了解設計意圖,不明白的地方及時與設計人溝通,存在疑慮的地方需向設計人提出。設計人往往有偏于保守的傾向,如對地基承載力要求過高、要求一樁一鉆、對樁基承載力提出過高要求等。由于巖土體始終是一個灰箱,無法徹底查清巖土體的分布及其物理力學參數(shù),在做與巖土相關的工程設計時固然要留有一定的安全富余度,但是必須在了解場地巖土條件的情況下才能準確把握安全的尺度,采用過于保守的巖土參數(shù),過高的安全系數(shù)將不可避免的造成工程建設的極大浪費。做巖土工程勘察的人一般比做結構設計的人更清楚或者更容易把握場地的巖土條件情況,因此巖土工程師應當,也有必要提出意見供設計人參考。在勘察任務書與工程平面布置圖確認無誤后,勘察人員應到現(xiàn)場踏勘,了解場地情況,并提出勘察綱要供鉆探等供外業(yè)使用。
參考文獻:
在提高巖土工程勘察的質量,為地基處理和施工提供準確、詳細的工程地質資料和技術參數(shù)。巖土工程勘察在快速的發(fā)展過程中,不論是在體制還是在勘察方法、計算機輔助軟件、勘察報告編制等各方面工作都有了長足的進步,并且還在在不斷優(yōu)化中。巖土工程勘察工作研究的主要對象是地基和基礎以及地下工程的關系。由于地基土是因地而異的,在接受一項巖土工程勘察任務時,必須明確該工程的主要技術矛盾是什么,需要解決哪些主要技術間題。在對設計意圖和設計要求以及建筑物荷載情況了如指掌的情況下,在巖土工程勘察實施過程中,根據(jù)工程的具體情況,就基礎及地下工程的設計、施工過程中可能遇到的問題,給以充分的論證和分析,最終提出經(jīng)濟合理、技術可行的解決方案。只有這樣,巖土工程勘察才能提高勘察成果質量,才能有較大的市場。
巖土測試技術以巖土力學理論為指導法則,以工程實踐為服務對象,而巖土力學理論又是以巖土測試技術為實驗依據(jù)和發(fā)展背景的。不論設計理論與方法如何先進、合理,如果測試落后,則設計計算所依據(jù)的巖土參數(shù)無法準確測求,不但巖土工程設計的先進性無從體現(xiàn),而且?guī)r土工程的質量與精度也難以保證。所以,測試技術是從根本上保證巖土工程設計準確性、代表性以及經(jīng)濟性的重要手段。整個巖土工程中它與理論計算和施工檢驗是相鋪相成的。
巖土工程的測試、檢測與檢測是從事巖土工程勘測、設計、施工監(jiān)理的工作者所必需的基本知識,同時也是從巖土工理論研究所必須具備的基本手段。巖土工程測試技術一般分為室內試驗技術、原位試驗技術和現(xiàn)場監(jiān)測技術等幾個方面。在原位測試方面,地基中的位移場、應力場測試,地下結構表面的土壓力測試,地基土的強度特性及變形特性測試等方面將會成為研究的重點,隨著總體測試技術的進步,這些傳統(tǒng)的難點將會取得突破性進展。虛擬測試技術將會在巖土工程測試技術中得到較廣泛的應用。因為,不論設計理論與方法如何先進、合理,如果測試技術落后,則設計計算所依據(jù)的巖土參數(shù)無法準確測求,不僅巖土工程設計的先進性無法體現(xiàn),而且?guī)r土工程的質量與精度也難以保證。所以,測試技術是從根本上保證巖土工程設計的精確性、代表性以及經(jīng)濟合理性的重要手段。
測試工作是巖土工程中必須進行的關鍵步驟,它不僅是學科理論研究與發(fā)展的基礎,而且也為巖土工程實際所必需。監(jiān)測與檢測可以保證工程的施工質量和安全,提高工程效益。在巖土工程服務于工程建設的全過程中,現(xiàn)場監(jiān)測與檢測是一個重要的環(huán)節(jié),可以使工程師們對上部結構與下部巖土地基共同作用的性狀及施工和建筑物運營過程的認識在理論和實踐上更加完善。依據(jù)監(jiān)測結果,利用反演分析的方法,求出能使理論分析與實測基本一致的工程參數(shù)。巖土工程測試包括室內土工試驗、巖體力學實驗、原位測試、原型實驗和現(xiàn)場監(jiān)測等,在整個巖土工程中占有特殊而重要的作用。下面淺談下巖土工程勘察的方法:
工程地質測繪。工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作,一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質是運用地質、工程地質理論,對地面的地質現(xiàn)象進行觀察和描述,分析其性質和規(guī)律,并藉以推斷地下地質情況,為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據(jù).
勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監(jiān)測。應根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。物探是一種間接的勘探手段,它的優(yōu)點是較之鉆探和坑探輕便、經(jīng)濟而迅速,能夠及時解決工程地質測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質情況,所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。
原位測試與室內試驗。原位測試與室內試驗的主要目的,是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數(shù),包括巖土的物性指標、強度參數(shù)、固結變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應力、應變時間關系的參數(shù)等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試的優(yōu)點是試樣不脫離原來的環(huán)境,基本上在原位應力條件下進行試驗所測定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結構對巖土性質的影響,代表性好。試驗周期較短,效率高尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質。缺點是試驗時的應力路徑難以控制、邊界條件也較復雜有些試驗耗費人力、物力較多,不可能大量進行。室內試驗的優(yōu)點是試驗條件比較容易控制邊界條件明確,應力應變條件可以控制等入可以大量取樣。現(xiàn)場檢驗與監(jiān)側?,F(xiàn)場檢驗與監(jiān)測的主要目的在于保證工程質量和安全,提高工程效益?,F(xiàn)場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監(jiān)理和質量控制。
強化巖土工程勘察的措施:嚴格執(zhí)行建設程序、規(guī)范市場行為、推行全程化監(jiān)理科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。
嚴格市場準入、盡快實施注冊土木工程師制度,加強相關人員培訓經(jīng)過近年勘察設計資質換證,對勘察設計單位進行了一定的清理整頓,對規(guī)范市場起到了一定的作用。
加強勘察設計單位的質量認證,健全質量管理ISO9001∶2000質量管理體系確立了以過程模式作為標準的結構。
采用先進的巖土工程勘察技術在巖土工程勘測中,為了避免勘探點布置的隨意性,可使用克里格法。在巖土工程分析評價中,為提高精確度,可使用多道瞬態(tài)面波勘探技術和高密度點法。巖土工程勘測中,為了準確確定地基承載力特征值,可使用回歸分析。巖土工程勘測資料的整理中,為了保證成果的正確性,應使用計算機進行處理。
巖土工程勘察常見的問題:
勘察質量不高。目前許多勘察單位已實行企業(yè)化,由原來的行政撥款改為自負盈虧,勘察任務也由原來的上級下達改為單位自找。于是,有的勘察單位為了眼前利益,放松了對勘察質量的管理,造成勘察成果質量下降。
勘察綱要編制不完整。部分單位勘察綱要內容不完整,甚至未經(jīng)審核審定就施工。也沒有勘探點平面布置圖。個別單位甚至無勘察綱要。責任人簽名或儀器編號填寫不全。
忽視生態(tài)環(huán)境的論證。一些勘察單位對巖土工程設計、施工論證不足,其結果是導致災難性后果。如建筑場地四面緊鄰高層建筑物或馬路,對于這種建筑場地,巖土工程勘察時,除了按高層建筑巖土工程勘察規(guī)定的一般要求進行外,還應重點論證工程施工及運營時對周圍環(huán)境的影響,但勘察報告中常常忽略這方面的工作,致使無法滿足巖土工程施工及設計的要求?;娱_挖時使用的很多技術手段很難取得預期效果,反而造成很大的經(jīng)濟損失。
關鍵詞: 巖土體試驗;測試;本構模型;不確定性理論方法
中圖分類號:F470.22 文獻標識碼:A
引言:
巖土是人類最早接觸的自然物質之一,也是人類能夠得到的最古老的材料。人類在廣袤深厚的土層上耕耘營造,生生不息,建造樓堂殿宇、運河長堤,創(chuàng)造遠古和現(xiàn)代文明,是建立在利用“準繩”與“規(guī)矩”,勘察與實地勘察測試的基礎上。
20世紀60年代以后,土的本構模型關系理論研究成為土力學園地中最為絢爛的花圃,而土工試驗則是他們得以生長和開放的沃土。土工試驗是揭示土的受力變形機理和驗證本構關系理論模型的重要手段[1]。
巖土工程實踐性極強,人們在長期實踐中觀察、思考、試驗和測試,總結積累了豐富的經(jīng)驗,認識到巖土試驗理論是認識材料特性及其機理的重要方法,古典的土力學理論都是基于對試驗的觀測和對試驗結果的分析之上的。因此,研究巖土體的測試理論今后的發(fā)展方向是及其有意義的。
1. 測試理論研究方法
1.1室內試驗研究
這種試驗是測定巖石的物理及力學性質指標的室內試驗方法。其內容主要包括巖石的物理性質試驗、巖石的單軸抗壓強度試驗以及點載試驗,巖石的抗剪強度試驗及抗拉試驗等。但這種方法很難測得非連續(xù)巖體的力學性質:其一,試驗結果會因為試樣擾動而受到影響;其二,試塊中含有的非連續(xù)面有限,取得的結果與巖體差別很大,需要小心對待室內試驗得出的巖體參數(shù)。
1.2原位測試研究
原位測試是在巖土體所處的位置,基本保持巖土原來的結構、濕度和應力狀態(tài),對巖土體進行的測試,且可在較大范圍內測試巖體,其測試結果更具有代表性。但是,原位測試也有其難以克服的局限性,首先,原位測試的應力條件復雜,一般很難直觀地確定巖土體的某個參數(shù),因此在選擇計算模型和確定邊界條件時將不得不采取一些簡化假設,由此引起的誤差也可能使所得出的巖土體參數(shù)不能理想地表征實際巖體的性狀,特別是當原位測試中的巖體變形和破壞模式與實際工程不一致時;其次,原位測試一般只能測定現(xiàn)場荷載條件下的巖體參數(shù),而無法預測荷載變化過程中的發(fā)展趨勢。因此,對于巖體參數(shù)的測定,僅僅依靠原位測試也是不行的,需要與室內試驗結果相對照[2]。
1.3離散元法
離散元法(Discrete Element Method)考慮結構體受力后的運動狀態(tài),以及由此導致受力狀態(tài)及系統(tǒng)的變形(塊體運動)隨時間的變化,該法由Cundll于1971年首次提出,用來 計算 結構面和結構體組成巖體的非連續(xù)變形,以后又進一步 發(fā)展 了考慮塊體本身的彈性變形,并推廣至三維和動力問題。目前,離散元應用的文章較多,而研究基礎計算方法的文章很少,因此,加強離散元法基礎理論、基礎算法及誤差分析方面的研究,汲取有限元法等數(shù)值方法的優(yōu)點,使之既能保持在描述散體的整體力學行為和力學演化全過程方面的優(yōu)勢,又能有效描述介質局部連續(xù)處應力狀態(tài)和變形狀態(tài),使離散元法的模型建立真正滿足幾何仿真,物理(本構)仿真,受力仿真和過程仿真的原則,是離散元法研究領域的首要工作[3]。
1.4聲發(fā)射技術
聲發(fā)射技術是20世紀60年代新興的一項評價材料或構件損傷的動態(tài)無損檢測技術。聲發(fā)射AE(Acoustic Emission)是指物體在外界條件作用下,缺陷或物體異常部位因應力集中而產生變形或斷裂,并以彈性波形式釋放出應變能的一種現(xiàn)象。各種材料的聲發(fā)射頻率范圍很寬,從次聲頻到聲頻、超聲頻。但聲發(fā)射信號的強度一般很弱,需要借助靈敏的電子儀器才能檢測出來。用儀器檢測、分析聲發(fā)射信號并確定聲發(fā)射源的技術稱為聲發(fā)射技術。
2. 理論技術現(xiàn)狀
目前工程經(jīng)驗與判斷仍然起著不可替代的作用。而模型試驗是快速和低成本取得經(jīng)驗的重要手段。所以足尺試驗和土工離心模型試驗在工程的方案比較中起重要作用。值得注意的是,歐美和日本等科技先進的國家,在巖土工程中對于大型的模型試驗和足尺試驗,甚至野外的原型試驗方面,都投入很大的力量。日本兵庫縣三木震災紀念公園的大型三維振動試驗臺,質量1200t;加速度,水平0.9g,豎直1.5g;最大速度,水平200cm/s;最大位移,水平100cm,豎直50cm。造價5億美元,一座四層樓房可以在這個振動臺上作原型試驗[4]。
經(jīng)驗與判斷除了來自于以前的工程實踐外,在同一工程的實踐過程中不斷測試與監(jiān)測,取得信息,超前預報,分析反饋,指導下一步的工程實踐,這就是所謂的信息化施工。“新奧法”的精髓應當就是這種工程實踐的理念。上海的一些學者在基坑和地下工程實踐中總結的“時空效應”的理論與方法也是如此。劉建航院士在上海地鐵施工中,在現(xiàn)場親自監(jiān)測,他所總結的“理論導向,經(jīng)驗判斷,精心監(jiān)測,合理反算”可以成為巖土工程實踐的經(jīng)典。
3. 測試理論技術發(fā)展方向
隨著數(shù)學和軟科學的發(fā)展,各種不確定性的理論與方法在巖土工程中受到重視,尤其為一些年輕的學者所喜愛。一時間可靠度、數(shù)理統(tǒng)計、隨機方法、灰色、模糊、分析、神經(jīng)網(wǎng)絡等在巖土工程中也五彩繽紛,煞是好看。應當說,對于巖土這樣性質極為復雜的對象,精確、定量的數(shù)理方法常常無能為力。L.A.Zadeh說過,“當系統(tǒng)的復雜性日益增加時,我們做出系統(tǒng)特點的精確而有意義的描述的能力將相應降低”[4]。因而,不確定性理論和方法在巖土工程中肯定是有巨大應用前景的。但是已統(tǒng)計為例,參加統(tǒng)計的樣本越多,其精度和可靠度越高,亦即它們是建立在豐富的信息和資料的基礎上。脫離了試驗、測試與監(jiān)測,進行的不確定性分析計算,可能只是數(shù)學游戲。不認真地進行艱苦的土工試驗、土工測試、工程監(jiān)測,企圖從別的學科販來時髦的東西,并未能解決巖土工程中的實際問題。這樣的“研究”,無實事求是之心,有企圖走捷徑之嫌,是學術浮躁的表現(xiàn)。
4. 結論
基于圖的材料性質復雜性和土力學學科的特殊性,試驗與測試是土力學學習、研究和工程實踐的基本環(huán)節(jié);土力學理論依靠試驗揭示土的性質與機理,通過試驗或現(xiàn)場測試確定參數(shù),通過試驗驗證理論與模型;在工程實踐的正反案例、測試資料和模型與原型試驗中取得經(jīng)驗,指導今后的實踐;不確定性理論與方法的基礎是信息的積累,一方面需要進行大量的試驗、測試盒工程監(jiān)測,另一方面迫切需要的則是巖土工程信息資料的共享。
參考文獻:
[1]李廣信.巖土工程——學科的特點與進展.見:水利水電工程科學前沿.北京:清華大學出版社2002.240—264.
[2]董兆祥等.2010.巖體斜坡穩(wěn)定性數(shù)字化動態(tài)預測.北京.地質出版社.
關鍵詞:巖土工程;勘察;技術問題;解決辦法
中圖分類號:D035.39文獻標識碼: A 文章編號:
引言
隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展和改革開放的不斷深入,巖土工程勘探技術水平不斷提高,能夠肩負復雜工程的施工、設計和勘察,主要包含超高層建筑、高層建筑、處理復雜地基、開挖深基坑、地下工程、移山填溝、核電站、海上平臺和圍海造陸等,因為巖土工程勘測能夠對工程整體產生重要的影響,在展開巖土工程勘測的過程中,應該嚴格控制勘探工作的取樣,依據(jù)國家標準進行。
一、巖土工程勘察存在的主要技術問題
1、地層界面劃分問題。不同的巖土體和面劃分,不同風化程度的巖面劃分,地質構造和軟弱結構面的判定劃分,不良地質界面、不明地下物體、空洞(土洞)、溶洞及其分布形態(tài)、埋藏位置和埋藏深度的確定等。在上述事例中,由于桂林的地層巖溶較發(fā)育,地層中軟土、土洞較普遍,因勘察手段單一,勘察精度不高,故對軟弱土層界面及范圍無法做出定性和定量的分析,從而存在偏差。
2、參差不齊,總體上明顯落后于發(fā)達國家。應當看到,達到國際先進水平的成果只有少數(shù),多數(shù)還是低水平的。不僅資質等級低的單位提交的成果水平低, 即使甲級單位甚至全國有名的大單位,其成果水平也并非個個上乘,有的還存在嚴重錯誤。至于新技術、新方法的開發(fā)能力,則僅限于極少數(shù)單位,多數(shù)單位滿足于照抄照搬,甚至生搬硬套,很少創(chuàng)新。因此,作為政策導向,應更著重于總體水平的提高,而不僅僅限于少數(shù)尖子。要利用知識密度與勞動密集型企業(yè)的分流,下決心精選真正夠水平的單位從事勘察工作。由于知識密集型企業(yè)中個人素質的極端重要性,建議采用國際上通常做法,建立巖土工程注冊工程師制度,只有注冊師簽字的文件才能生效,加強注冊工程師的責任。
3、技術標準、技術方法和技術成果均尚未與國際接軌,改革開放已經(jīng)十幾年,但勘察業(yè)務仍限于國內市場,原因是多方面的,但體制上、技術上不接軌是原因之一。未來15年,我國的市場將逐步完善,國內國際兩大市場將逐漸融合,這個問題不能不解決了。建議國家在制訂技術政策時,要鼓勵盡快向國際慣例靠攏,避免自成體系。應當提倡在基本框架一致的前提下,形成自己的特色和優(yōu)勢,使巖土工程業(yè)務逐步走向世界。
4、成果質量堪憂。這里說的質量不同于上面說的水平,指資料不齊,數(shù)據(jù)不實,甚至弄虛作假。例如取樣質量普遍低劣;野外描述與實際情況不符,缺少地下水位或水頭的數(shù)據(jù);成果報告中圖表不全、數(shù)據(jù)混亂,關鍵問題交代不清,甚至重大錯誤等等。產生這些問題的原因主要不在能力和水平,而是管理不嚴。有些單位的技術人員,很少去現(xiàn)場,也不去試驗室,拿來野外記錄和試驗報告,不檢查不核對就寫報告。更為嚴重的是個別單位編造數(shù)據(jù),出假報告,十分危害。這些情況還有越演越烈的趨勢。此外,國產儀器的功能、精度、耐用性,新產品的開發(fā)能力與發(fā)達國家之間差距也是相當大的。制止質量滑坡已是當前亟待解決的問題。
5、綜合能力問題。由于現(xiàn)在是市場經(jīng)濟,很多勘察單位為了節(jié)約成本,經(jīng)常是一個勘察工地只安排一到二個勘察技術人員,而部分技術人員對現(xiàn)場勘察重視不夠,野外勘察和室內原始資料的整理、分析能力不夠強,對同一場地資料收集不完善,缺乏辨別真?zhèn)?、歸納總結的能力,也缺乏建筑、結構設計等方面的基本知識,經(jīng)常造成勘察的目的性不明確,針對性不強,提供的資料無法滿足設計需要。上述事例中,當時在現(xiàn)場進行勘察施工的總共有6臺鉆機,而現(xiàn)場只有2個編錄技術人員,鉆機工人只追求進尺,鉆孔測試少,土層變層時技術人員剛好可能不在旁邊,從而使地層分層不明確,技術人員對此沒有足夠重視,對附近相近地層資料收集不完善,出現(xiàn)偏差也就在所難免。
二、工程勘察工作中技術問題的解決辦法
1、根據(jù)不同的勘察目的,采取綜合的勘察手段,提高勘察精度,保證能全面反映勘察場地各種地質體的形態(tài)、界面、物理力學特征及其相互之間的關聯(lián)性。在方法上,不能只依靠傳統(tǒng)的單一勘察手段,隨著科學技術的不斷發(fā)展,應綜合采用工程地質測繪、鉆探、坑探,合理地選擇、運用工程物探技術,重視遙感和地理信息系統(tǒng)在勘察中的應用等。本人就曾經(jīng)碰到過相同的地層如采取的鉆進方法和鉆進工藝不合理,得出的結果會截然不同。
2、取樣技術的標準化
學術界和工程界曾有過優(yōu)先發(fā)展室內試驗還是原位測試的爭論。主張優(yōu)先發(fā)展原位測試的人認為,室內試驗在鉆探取樣及運輸制備過程中,樣品一定程度的擾動不可避免,而原位測試可直接在巖土體的原位取得數(shù)據(jù),既快又好。但實踐說明,室內試驗仍是不可缺少的,巖土的一些基礎數(shù)據(jù),如粒度成份、密度、含水量、可塑性等指標,只能通過室內試驗測定,測定土的力學性狀時,室內試驗可根據(jù)需要,控制應力、應變及排水條件,而原位測試很難做到;室內測定的指標,其物理力學意義是明確的,而有些原位測試得到的指標,沒有明確的物理力學意義。既然室內試驗不能廢棄,取樣技術問題就不能回避了。目前我國取樣質量問題相當嚴重。首先是土樣質量普遍很差,甚至工程技術人員對自己負責的工程也持懷疑態(tài)度;其次是取樣技術與國際上通用標準不一致,不被外國承認。關于后一問題,我國標準規(guī)范工作者已經(jīng)做了大量工作,《巖土工程勘察規(guī)范》、《原狀土取樣技術標準》、《原狀取土器標準》都已相繼出臺,已經(jīng)有法可依。而且,這些標準既與國際上通用標準一致, 也照顧了我國的國情,不能說不好執(zhí)行。但實際上很少認真執(zhí)行,問題不在于技術,而在于經(jīng)濟、體制等深層次的原因。相信隨著市場經(jīng)濟的規(guī)范和成熟,取樣技術標準化的問題能夠得到解決。
3、新儀器新方法的開發(fā)
改革開放以來的十幾年里,室內土工試驗的儀器和方法,在標準化和數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理方面,做了不少工作,并已向國際標準化靠攏。由于室內土工試驗方法決定于土力學基本理論,因此,今后15年左右除為研究目的外,一般不會開發(fā)什么新方法,主要是儀器性能、自動化程度的提高,標準化的進一步完善。原位測試已經(jīng)發(fā)展了多種方法,外國有的中國基本都有。多數(shù)原位測試方法力學機制比較復雜,成果應用時經(jīng)驗因素很重要,為了使資料和經(jīng)驗更集中,似不宜開發(fā)更多的方法,而應注重于儀器設備性能的改進和已有方法應用經(jīng)驗的積累,尤其是后者。近十幾年來有些原位測試(例如靜力觸探)應用經(jīng)驗的總結有些放松,今后應當加強?,F(xiàn)場監(jiān)測包括位移監(jiān)測、應力監(jiān)測、應變監(jiān)測、水位水壓監(jiān)測等。由于巖土工程的設計計算不可能十分準確, 預測和實際有時差別較大,故常常需要通過現(xiàn)場監(jiān)測控制質量,控制安全,并利用監(jiān)測信息反饋、反分析、修改設計,進行信息化施工。因此,現(xiàn)場監(jiān)測越來越受到工程界的重視,近年來發(fā)展很快,技術也有顯著進步,但仍不能滿足要求,預期今后15年會有更大發(fā)展?,F(xiàn)代測試技術較傳統(tǒng)的機械式的測試技術已發(fā)生了根本性的變革。在符合巖土力學理論和滿足工程要求的前題下,廣泛吸收現(xiàn)代電子技術、傳感器技術、計算機技術的最新成就,將已經(jīng)形成的電測技術與信息處理技術結合在一起,制成能自動測試和數(shù)據(jù)采集,自動數(shù)據(jù)處理和計算分析,自動輸出工程需要的數(shù)據(jù)或圖表的智能型儀器。因此,開發(fā)巖土工程測試技術,必須結合有關高技術產業(yè),才能開發(fā)出功能強、精度高、速度快、抗干擾、智能化程度高,操作簡便而又便宜的儀器。不搞專業(yè)協(xié)作,封閉式的開發(fā),是不會有高水平成果的。今后15年,我國將更加開放,國外先進儀器和國內開發(fā)的儀器將在國內國際統(tǒng)一的市場上競爭,只有性能價格比高的產品才能在競爭中獲勝。用量不大,研制費時費力的產品,可先進口試用,確實符合國情并有市場,再考慮研制改進。
4、建立測試資質認定制度
巖土工程測試質量堪憂的問題,前面已經(jīng)提及,這是必須首先解決的。為此建議按ISO9000的規(guī)定,在健全法規(guī)和標準(包括儀器標準和方法標準)和嚴格執(zhí)法的基礎上,建立國家對測試單位、測試報告簽字人員及儀器生產廠家的資質進行認定的制度。國家指定權威的專業(yè)單位定期對儀器、操作和成果進行檢查,是否符合標準。并且,應與發(fā)達國家和地區(qū)互相認定,使我國的巖土工程測試進入國際統(tǒng)一市場。
5、完善巖土工程勘測
在我國工程項目建設的過程中,巖土工程勘測能夠保證建筑物的安全性和穩(wěn)定性,應該針對我國巖土工程勘測技術管理和應用過程中產生的問題,進行有針對性的強化和調整,促進巖土工程勘測水平的提升。應該了解勘察范圍中場地的變化規(guī)律、范圍、深度、類型、成因、地貌和地形等特征,對地基的均勻性和穩(wěn)定性形成明確認識,并在此基礎上,對影響工程施工的不利因素進行充分了解,例如:溝壑、河道、墓地、孤石等。研究對地場穩(wěn)定性產生干擾的不良地質,并提出相關的防治措施。重視地下水的補給、排放水平、類型、水位變化和規(guī)律等,對地下水的腐蝕性進行準確評價,明確滲透性質,對靜水壓力、浮托力和動水壓力的影響、作用進行評估,對地下水的不良影響進行分析,提出有針對性的防治措施,了解設計水位,明確基坑的周圍環(huán)境,提供有效的巖土參數(shù),對開挖邊坡的穩(wěn)定性和可行性進行研究和分析,選擇適宜的支護結構。
三、結束語
綜合上述,隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展,巖土工程勘探技術水平不斷提高,能夠肩負復雜工程的施工、設計和勘察。巖土工程勘測是保證工程質量的前提,在勘探之前應該做好前期準備,按照我國的相關標準進行勘探,通過實施監(jiān)理等措施,保證勘探工作的準確性和時效性,提高工程質量水平,為我國社會主義市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展做出貢獻。
參考文獻
[1]陳晨,李曉元,劉博.淺談巖土工程勘察中存在的問題及解決措施[J].科協(xié)論壇 2010(11).
關鍵詞:巖土、工程、特點
中圖分類號:P642 文獻標識碼:A
一、巖土工程是一門既古老又先進的專業(yè)技術,其實,早在上古時代,人們挖渠、修路、建造居室,就已經(jīng)跟巖石和土打上交道了,而在近代工業(yè)化的過程中,建設廠房,開采礦山,興修鐵路以及水利等土木工程的實踐當中,又涉及到了許多與巖土有關聯(lián)的問題,但是,巖土工程真的當做一門獨立的專業(yè)來說,還不到半個世紀,傳進我國也只有二十年,對巖土工程的含義,以及巖土工程師的職業(yè)范圍等,到現(xiàn)在依然有不同的認識。
《巖土工程基本術語標準》定義為:”土木工程中涉及巖石和土的利用,處理和改良的科學技術”中國大百科全書定義為:“土木工程的一個分支,以工程地質學,巖石力學,土力學與基礎工程為理論基礎,涉及巖石和土的利用,整治和改造的一門技術科學”,也有專家定義為:”土木工程的一個分支,研究巖土體(包括其中的水)作為支承體,荷載,介質或材料,必要時對其改良或治理的一門工程技術?!?/p>
二、巖土工程的外延巖土工程的實踐性很強,從工程實踐角度,包括下列范圍:1、巖土作為支承體2、巖土作為荷載或自承體3、巖土作為材料4、地質災害的防治5、環(huán)境巖土工程。
三、巖土工程和結構工程的關系。巖土工程和結構工程關系密切,這是顯而易見的。無論房屋結構或橋梁結構,都建造在地基上。地基是否穩(wěn)定,直接影響結構的安危;地基是否會產生過量變形,直接影響結構的功能,產生的次應力可能使結構超過設計極限。地基出了問題又很難補救。因此結構工程十分關心地基的穩(wěn)定和變形?,F(xiàn)在,一般地基設計均由結構工程師考慮上部結構要求統(tǒng)一完成,只有復雜地基基礎問題或需專門處理的地基才要求巖土工程師參與。同樣,巖土工程師在進行地基的勘察設計時,必須詳細了解結構的型式,荷載及其分布,特別是基礎的型式和剛度,了解對地基變形的限制要求,以便有的放矢。巖土工程師與結構工程師的密切配合至關重要。還有,巖土工程與工程地質的關系。首先說明工程地質與巖土工程的區(qū)別。工程地質是地質學的一個分支,是研究與工程建設有關地質問題的科學。工程地質學的產生源于土木工程的需要,其本質是一門應用科學;巖土工程是土木工程的一個分支,其本質是一門工程技術。從事工程地質的是地質專家(地質師),側重于研究地質現(xiàn)象,地質成因和演化,地質規(guī)律,地質與工程的相互作用;從事巖土工程的是工程師,關心的是如何根據(jù)工程目標和地質條件,建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解決工程建設中的巖土技術問題。因此,無論學科領域,工作內容,關心的問題,兩者都是有區(qū)別的。 另外,巖石和土的主要特點有以下幾點 1、巖石的裂隙性巖石總是或稀或密,或寬或窄,或長或短地存在著各種裂隙,這是巖石區(qū)別于混凝土的主要特點。這些裂隙有的粗糙,有的光滑;有的平直,有的彎曲;有的充填,有的不充填;有的產狀規(guī)則,有的規(guī)律性很差。裂隙的成因多種多樣,有巖漿凝固收縮形成的原生節(jié)理,有沉積間斷形成的層理,有構造應力形成的構造節(jié)理,有表生作用形成的卸荷裂隙和風化裂隙,還有變質作用形成的片理,劈理等等。 2、土的孔隙性。土是一種散體材料,存在孔隙。對于飽和土是固,液兩相;對于非飽和土,是固,液,氣三相。于是產生了有效壓力和孔隙壓力;孔隙壓力又有孔隙水壓力和孔隙氣壓力。有效應力原理成了土力學區(qū)別于一般材料力學的主要標志,在土工計算中產生了總應力法和有效應力法兩種原理和方法。在飽和土中,由于孔隙水壓力的增長和消散,不同的加荷速率地基承載力不同;是否及時支撐,對軟土基坑穩(wěn)定有不同的表現(xiàn)。 四、對自然條件的依賴性和條件的不確知性
巖土工程作為土木工程的分支,是以傳統(tǒng)力學為基礎發(fā)展起來的。但很快發(fā)現(xiàn),單純的力學計算不能解決實際問題。原因主要在于對自然條件的依賴性和計算條件的不確知性。試與結構設計比較,結構工程師面臨的材料是混凝土,鋼材等人工制造的材料,材質相對均勻,材料和結構都是由工程師在設計時選定,是可控的,計算條件十分明確,因而建立在力學基礎上的計算是可信的。而巖74I拜技博羌土,無論材料還是結構,都是自然形成,不能由工程師選定和控制,只能通過勘察查明而又不可能完全查明。因而存在條件的不確知性和參數(shù)的不確定性,不同程度地存在計算條件的模糊性和信息的不完全性。因而雖然巖土工程計算方法取得了長足進步,發(fā)揮了重要作用。五、巖土工程的測試可以分為室內試驗,原位測試和原型監(jiān)測三大類,還有各種模型試驗,極為多樣,各有各的特點和用途。同一種參數(shù),又因測試方法不同而得出不同的成果數(shù)據(jù)。選用合理的測試方法成為巖土工程計算能否達到預期效果的重要環(huán)節(jié)。例如土的模量有壓縮模量,變形模量,旁壓模量,反演模量。土的抗剪強度室內試驗有直剪和三軸剪;直剪又有快剪,固結快剪和慢剪;三軸剪又有不固結不排水剪,固結不排水剪,固結排水剪和固結不排水剪測孔隙水壓力;原位測試有十字板剪切試驗和野外大型剪切試驗。由于試驗條件不同,試驗結果各異。用哪種試驗方法合理,由巖土工程師根據(jù)具體條件確定。這種測試方法的多樣性,也是巖土工程區(qū)別于其他工程技術一個重要特點。巖土工程分析計算時注意計算模式,計算參數(shù)和安全度的配套,而其中計算參數(shù)的正確選定最為重要。 巖土工程具有不嚴密性。不完瞢性和不成熟性 地質學和力學是巖土工程的兩大理論支柱,兩者互助補充,互相滲透,互相嫁接。力學是以基本理論為出發(fā)點,結合具體條件,構建模型求解。特點是從一般到特殊,嚴密,是一種演譯推理的思維方法。地質學是在調查研究取得大量數(shù)據(jù)的基礎上,分析,綜合,對比,找出科學規(guī)律,從特殊到一般,是一種歸納推理的思維方法,側重于分析成因演化,宏觀把握,綜合判斷。由上可知,巖土工程迄今還是一門不嚴密,不完善,不夠成熟的科學技術,處在”發(fā)展中”的一門科學技術,因而存在相當大的風險性。沈珠江院士說:土力學發(fā)展到現(xiàn)在,是”從學步走向自立”,巖石力學發(fā)展更晚,成熟程度還要低一些。 六、巖土工程崇高概念設計,狹義的概念設計可以理解為框架設計,從總體上勾劃出設計框架,以備進一步細化。廣義的概念設計可以理解為一種設計思想概念設計大體上可以概括為:在充分了解功能要求和掌握必要資料的基礎上,通過設計條件的概化,先定性分析,再定量分析,提出~個框架,從技術方法的適宜性和有效性,施工的可操作性和質量的可控制性,環(huán)境限制和可能產生的負面影響,經(jīng)濟性等方面進行論證,從概念上選擇一個或幾個方案,進行必要的計算和驗算,通過施工檢驗和監(jiān)測,逐步完善設計。廣義的概念設計,不僅在設計的初始階段是必要的,而且要將概念設計的思想貫徹工程的始終。做概念設計,必須對原理有深刻的理解,有豐富的經(jīng)驗總結,有靈活的運作能力,總攬全局,掌握影響工程成敗的關鍵,對設計的實施效果要有基本正確的估計。七、根據(jù)巖土工程的特點,技術控制可分為三個層面:第一層面,涉及人身健康,工程安全,環(huán)境保護等公眾利益,國家利益的,應訂入技術法規(guī),由國家制訂,強制執(zhí)行,嚴格監(jiān)管。包括勘察設計的基本準則,各種災害的防治,有害物質擴散的限制等等第二層面,屬于大量重復型的技術規(guī)則,如術語,符號,分類,常用測試方法,常用分析法等,宜制定具體而統(tǒng)一的標準,供工程師采用。第三層面,需因地制宜,結合具體工程處置的問題,諸如勘察工作的布置,巖土工程設計方案等,規(guī)范只對基本準則作出規(guī)定,具體問題由巖土工程師根據(jù)具體情況,發(fā)揮自己的學識和經(jīng)驗,進行綜臺判斷,并承擔風險責任 參考文獻:
【1】方曉陽 新時期環(huán)境巖土工程的展望[J] 巖土工程學報,2000